[发明专利]密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法

权利要求书

1.密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于，将联合的子信道分配与功率分配分解为公平的时域平均的子信道分配和基于非合作博弈的低复杂度功率分配，包括以下步骤： 

步骤1：根据经验初始化家庭基站b的数据传输率和能效。 

步骤2：当t帧时隙到来时，首先初始化子信道集合。 

步骤3：对子信道k使用公平的时域平均的子信道分配策略将其分配给能使得能效最大的终端。 

步骤4：每确定一个子信道的分配，则将该子信道从子信道集合中剔除，并对剩余子信道继续进行分配。 

步骤5：判断子信道是否已经分配完，如果不为空，则返回步骤3继续进行子信道的分配；否则进入步骤6。 

步骤6：确定子信道为空，并开始进行功率分配。 

步骤7：根据最优功率表达式更新家庭基站在各子信道的功率分配。 

步骤8：判断功率分配是否达到均衡，或者达到最大迭代次数N。如果上述条件都未满足，则返回步骤7，继续更新功率分配；若满足上述的任意一个条件，则退出迭代，进入步骤9。 

步骤9：取均衡点的发射功率和子信道最大值发射功率中的较小值作为家庭基站的子信道发射功率。 

步骤10：保存此时家庭基站的能效值、数据率和子信道功率值。 

步骤11：转入步骤2，等待并准备进行下一帧t+1时的子信道分配和功率分配。 

2.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于在步骤1中，根据经验初始化t=0时家庭基站b的数据传输率T_bm[0]和能量效率e_b[0]，数据传输率T_bm[0]将会在步骤3中计算终端t=1时的能效时使用，而能量效率e_b[0]将会在步骤7中计算家庭基站在t=1的子信道功率时使用。 

3.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于在步骤2中的子信道集合初始化是在每一帧的开始，为了避免家庭基站与宏基站之间的跨层干扰，通过初始化子信道集合使家庭基站使用的子信道集合与宏基站使用的子信道集合无交集。 

4.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法， 其特征在于在步骤3中所用的公平的时域平均的子信道分配策略首先将家庭基站的发射功率平均分配给各子信道，其次使用能效计算公式依次求解出对于子信道k来说能效值最大的终端m*，并将该子信道分配给该终端，如是将所有的子信道都将被分配给终端使用，这也就意味着一个终端可以同时使用多个子信道。 

5.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于在步骤7中根据非合作博弈的理论建模，所有的家庭基站是博弈的参与者，策略集合是家庭基站在各子信道上的可行发射功率的集合，效用函数是家庭基站的能效。家庭基站根据下式更新其在各子信道的功率： 

其中表示在t时刻家庭基站的子信道分配；表示在t时刻家庭基站对终端m在子信道k上的信道增益；表示在t时刻其它家庭基站在相同子信道的干扰。 

6.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于在步骤8中设置博弈迭代次数上限的目的是为了保证迭代时间消耗不能占据一帧太长的时间，N的大小通过实际仿真测试获得。 

7.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于在步骤9中取均衡点时的子信道发射功率与家庭基站在该子信道上的最大发射功率做比较，取其较小者作为子信道的发射功率。 

8.根据权利要求1所述的密集部署的家庭基站网络的低复杂度节能无线资源分配方法，其特征在于在步骤10中需要记录在该帧时家庭基站b的数据率、能效值和在各子信道上的功率分配值以用于下一帧的子信道分配与功率分配。